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摘 要：受篇幅的限制，本文仅从激光切割技术来论述完井用割缝管梯形缝的加工。在完井用割缝管的加工中，激光切割技术最为常用，为了克服矩形缝易砂堵的弊端，完井用割缝管开始了梯形缝的设计。与常规设计的完井用割缝管相比，梯形缝加工更为困难，
关键词：完井用割缝管;梯形缝;激光切割技术;加工
采用激光切割完井用割缝管是激光切割技术在石化行业中的典型应用之一。石油钻探过程中，疏松地層防砂是油井完井和采油工程设计中最关键部分之一。一般是在管子的周边加工大量细小的缝隙来阻挡大部分地砂层。激光切割的重要特点在于，它可以切割出外宽内窄或者外窄内宽的梯度型切缝，使完井用割缝管具有更好的性能。
1 割缝管的性能与规格
割缝筛管：割缝筛管按用途可分两大类：即石油割缝管和采水割缝管，分别采用各种钢级管材。符合APISpec5CT及中国石油物资装备总公司《油管套管订货补充条件》的规定，适应各种要求。
“PRS”筛管（“PRS”筛管包括：绕丝筒式筛管、直绕丝式筛管、冲缝（孔）筒式筛管）。
绕丝筛管的缝隙可以在基管（油、套管）上精确的任意缠绕，缝宽可以控制在0.15-0.5±0.05㎜以内，能够满足井下防砂的需要。不锈钢丝具有抗酸、碱、盐腐蚀，缝隙不会因为腐蚀而变宽。
冲缝（孔）筒式筛管的过滤套内部由基管（套、油管）支撑，具有足够的整体强度抵抗地层的挤压变形，即使变形，受压部位的缝隙也不会增大，克服了冲缝筛管在受外部挤压时，受压部位在外力的作用下使缝隙减小或闭合的缺点，因此防砂可靠性高。
镶嵌式筛管：镶嵌式筛管的筛件是采用特殊材料铸成的，所以缝隙较小而且分布均匀，尽管镶嵌在管体内并进行了两次固定，但易脱落[1]。
2 复合变位法激光加工梯形缝的方法
梯形缝加工主要是通过套管转动与激光切割头水平移动的符合运动完成，加工过程中应始终保持激光切割头竖直。套管的轴线应与切割头光轴垂直相交，且在待加工割缝的端点定位激光切割头，套管表面与切割头喷嘴的距离调整到预定值。加工时以δ的距离向左平移切割头（δ=Dsinα/2+△，式中△是一个与激光光斑直径、套管壁厚等因素相关的工艺调整值，可在具体操作中确定[2];D是套管外径），如图1所示。为了确保套管表面与喷嘴的距离恒定，应在切割头上安装一个切割头喷嘴间隙跟踪系统，距离发生偏离后及时调整。处于竖直位置的割缝的某一梯形面，想要穿透套管应采用脉冲打孔，然后换用连续波切割，切割方向是沿套管轴，但完成半个梯形面加工时，设计缝长应刚好被切割出来，如图1（a）所示。按顺时针旋转套管2a（2a与梯形缝锥度等大），以2δ的距离向左平移切割头，然后完成另半个梯形面的加工，切割方向沿回程，如图1（b）所示，继而完成整个梯形缝的加工。
值得注意的是：在加工第二个半梯形缝时，第一次已切出的倾斜的切割面上可见到照射到的激光，切割环境因光轴是倾斜的而会发生一定的变化，且辅助气体因非对称的气压而流向倾斜面的下方，这个流量较为巨大，远远超过常态激光切割的有限大，所以应对激光切割工艺参数进行重新调整。因为在倒梯形处是切缝断面，所以梯形缝会有较为严重的渣堵，在漏斗形开口较大时缝腔内聚集的熔渣会进一步增多，对此应提高接渣装置的规格并加强维护[3]。
3 切割效果
用激光切割机加工完井用割缝管梯形缝达到了较高的切割效果，梯形角达到0-40°，缝宽不低于0.15±0.05mm，切割面粗糙度低于63μm，热影响硬化层的硬度不低于HV800厚度不低于0.3mm，极大地增加了割缝管的耐腐蚀性和耐磨性，提高了使用周期。在具体的应用中，割缝管的梯形缝结构表现出很强的“自洁”能力，很好地克服了矩形缝的砂堵问题，这是因为当砂粒进入到缝腔后很快就会被流体冲走，难以停留和聚集[4]。经过一段时间的使用，再次证明该筛管产量高、成本低、流压损失小、寿命长，极大地提升了石油开采的技术水平和效益。图2是激光切割好的割缝筛管梯形缝，在轴向上同一参数有两条缝，一条是断面缝，一条是整缝。断面上有两条最窄缝，均是0°，最大梯形角为40°。
4 结束语
完井用割缝管的加工技术有很多，而激光切割技术最为常用，是完井用割缝管加工的发展方向，由于梯形缝加工较为困难，所以完井用割缝管梯形缝的加工更是多以激光切割技术为主，这也是本文仅从激光切割技术来论述完井用割缝管梯形缝的加工的重要原因。在应用激光切割技术来加工梯形缝时，还应根据具体的工程需要进行选择，并尽可能确保激光切割质量缺陷。
参考文献：
[1]陈静，杨贺来.梯形缝割缝筛管激光加工技术及装备[J].机械制造，2010，48（8）：45-47.
[2]严伟明.筛管梯形缝激光切割技术与光束偏摆随动补偿机构研发[D].扬州大学，2012.
[3]高福万，陈静，杨贺来，等.不锈钢梯形缝筛管加工技术研究[J].机械制造，2014，52（7）：56-57.
[4]周鹏飞，洪超，胡金龙，等.一种筛管梯形缝的激光切割方法[J].锻压装备与制造技术，2013，48（3）：78-80.
关键词：完井用割缝管;梯形缝;激光切割技术;加工
采用激光切割完井用割缝管是激光切割技术在石化行业中的典型应用之一。石油钻探过程中，疏松地層防砂是油井完井和采油工程设计中最关键部分之一。一般是在管子的周边加工大量细小的缝隙来阻挡大部分地砂层。激光切割的重要特点在于，它可以切割出外宽内窄或者外窄内宽的梯度型切缝，使完井用割缝管具有更好的性能。
1 割缝管的性能与规格
割缝筛管：割缝筛管按用途可分两大类：即石油割缝管和采水割缝管，分别采用各种钢级管材。符合APISpec5CT及中国石油物资装备总公司《油管套管订货补充条件》的规定，适应各种要求。
“PRS”筛管（“PRS”筛管包括：绕丝筒式筛管、直绕丝式筛管、冲缝（孔）筒式筛管）。
绕丝筛管的缝隙可以在基管（油、套管）上精确的任意缠绕，缝宽可以控制在0.15-0.5±0.05㎜以内，能够满足井下防砂的需要。不锈钢丝具有抗酸、碱、盐腐蚀，缝隙不会因为腐蚀而变宽。
冲缝（孔）筒式筛管的过滤套内部由基管（套、油管）支撑，具有足够的整体强度抵抗地层的挤压变形，即使变形，受压部位的缝隙也不会增大，克服了冲缝筛管在受外部挤压时，受压部位在外力的作用下使缝隙减小或闭合的缺点，因此防砂可靠性高。
镶嵌式筛管：镶嵌式筛管的筛件是采用特殊材料铸成的，所以缝隙较小而且分布均匀，尽管镶嵌在管体内并进行了两次固定，但易脱落[1]。
2 复合变位法激光加工梯形缝的方法
梯形缝加工主要是通过套管转动与激光切割头水平移动的符合运动完成，加工过程中应始终保持激光切割头竖直。套管的轴线应与切割头光轴垂直相交，且在待加工割缝的端点定位激光切割头，套管表面与切割头喷嘴的距离调整到预定值。加工时以δ的距离向左平移切割头（δ=Dsinα/2+△，式中△是一个与激光光斑直径、套管壁厚等因素相关的工艺调整值，可在具体操作中确定[2];D是套管外径），如图1所示。为了确保套管表面与喷嘴的距离恒定，应在切割头上安装一个切割头喷嘴间隙跟踪系统，距离发生偏离后及时调整。处于竖直位置的割缝的某一梯形面，想要穿透套管应采用脉冲打孔，然后换用连续波切割，切割方向是沿套管轴，但完成半个梯形面加工时，设计缝长应刚好被切割出来，如图1（a）所示。按顺时针旋转套管2a（2a与梯形缝锥度等大），以2δ的距离向左平移切割头，然后完成另半个梯形面的加工，切割方向沿回程，如图1（b）所示，继而完成整个梯形缝的加工。
值得注意的是：在加工第二个半梯形缝时，第一次已切出的倾斜的切割面上可见到照射到的激光，切割环境因光轴是倾斜的而会发生一定的变化，且辅助气体因非对称的气压而流向倾斜面的下方，这个流量较为巨大，远远超过常态激光切割的有限大，所以应对激光切割工艺参数进行重新调整。因为在倒梯形处是切缝断面，所以梯形缝会有较为严重的渣堵，在漏斗形开口较大时缝腔内聚集的熔渣会进一步增多，对此应提高接渣装置的规格并加强维护[3]。
3 切割效果
用激光切割机加工完井用割缝管梯形缝达到了较高的切割效果，梯形角达到0-40°，缝宽不低于0.15±0.05mm，切割面粗糙度低于63μm，热影响硬化层的硬度不低于HV800厚度不低于0.3mm，极大地增加了割缝管的耐腐蚀性和耐磨性，提高了使用周期。在具体的应用中，割缝管的梯形缝结构表现出很强的“自洁”能力，很好地克服了矩形缝的砂堵问题，这是因为当砂粒进入到缝腔后很快就会被流体冲走，难以停留和聚集[4]。经过一段时间的使用，再次证明该筛管产量高、成本低、流压损失小、寿命长，极大地提升了石油开采的技术水平和效益。图2是激光切割好的割缝筛管梯形缝，在轴向上同一参数有两条缝，一条是断面缝，一条是整缝。断面上有两条最窄缝，均是0°，最大梯形角为40°。
4 结束语
完井用割缝管的加工技术有很多，而激光切割技术最为常用，是完井用割缝管加工的发展方向，由于梯形缝加工较为困难，所以完井用割缝管梯形缝的加工更是多以激光切割技术为主，这也是本文仅从激光切割技术来论述完井用割缝管梯形缝的加工的重要原因。在应用激光切割技术来加工梯形缝时，还应根据具体的工程需要进行选择，并尽可能确保激光切割质量缺陷。
参考文献：
[1]陈静，杨贺来.梯形缝割缝筛管激光加工技术及装备[J].机械制造，2010，48（8）：45-47.
[2]严伟明.筛管梯形缝激光切割技术与光束偏摆随动补偿机构研发[D].扬州大学，2012.
[3]高福万，陈静，杨贺来，等.不锈钢梯形缝筛管加工技术研究[J].机械制造，2014，52（7）：56-57.
[4]周鹏飞，洪超，胡金龙，等.一种筛管梯形缝的激光切割方法[J].锻压装备与制造技术，2013，48（3）：78-80.